Материалы водородной бомбы.

Используемые в водородной бомбе материалы должны быть относительно дешевыми и доступными. Среди изотопов легких элементов этому требованию лучше всего удовлетворяют легкий изотоп водорода iH1 и изотоп лития 3Li7. Тяжелый водород — дейтерий iD2 — менее доступен, так как в естественной смеси изотопов водорода он содержится в малых количествах (0,018%), а выделение его в чистом виде связано с трудоемким разделением изотопов водорода. Еще более трудно доступны изотоп лития 3Li6 и сверхтяжелый водород — тритий iT3. Тем не менее все они могут являться составными частями термоядерной «горючей смеси».

Так как продолжительность атомного взрыва, а следовательно, и термоядерной реакции исчисляется миллионными долями секунды, то к «горючей смеси» водородной бомбы предъявляются и такие требования: она должна быть по возможности более компактной, с высокой теплопроводностью и малой теплоемкостью. Эти условия обеспечивают быстрое и полное нагревание смеси до сверхвысоких температур. Однако требования высокой теплопроводности и малой теплоемкости смеси, естественно, сильно ограничивают применение в водородной бомбе химических соединений с тяжелыми элементами. Тяжелые элементы не только играли бы роль нейтрального балласта, поскольку они сами не вступают в термоядерные реакции, но и существенно снижали бы достигаемые температуры, так как значительная часть энергии должна была бы расходоваться не на разогрев смеси, а на ионизацию тяжелых атомов; для нагревания смеси до определенной температуры понадобилось бы большее количество энергии, теплоемкость смеси возросла бы.

В связи с необходимостью иметь смесь высокой плотности и теплопроводности нецелесообразно использовать в водородной бомбе газообразные изотопы водорода при обычном давлении. Значительный выигрыш в плотности достигается сжатием газа до высоких давлений или его сжижением. Плотность жидкого водорода равняется 0,007 г/сж3, т. е. почти в 800 раз выше плотности газа при атмосферном давлении и комнатной температуре. Однако использование сильно сжатого или жидкого водорода в водородной бомбе сопряжено с рядом конструктивных трудностей, например с необходимостью еще до взрыва разрушить стенки системы, содержащей жидкий или сжатый газ, поскольку в эти стенки обязательно входят тяжелые ядра. Поэтому, коль скоро водород не является единственной составной частью термоядерной «горючей смеси», наиболее удобно использовать химические соединения водорода с другими элементами, не включающими балластные ядра. Вполне подходящим соединением такого рода является гидрид лития LiH — твердое соединение с плотностью 0,82 г/смг.

Поскольку в водородной бомбе могут использоваться два изотопа лития и три изотопа водорода, то существует шесть различных вариантов использования гидрида лития: Li6H, Li7H, Li6D, Li7D, Li6T и Li7T.